郭育 彭翔 叶声华

（天津大学精仪系 天津 300072）

本文讨论了一种以CCD元件为核心的光电混合检测系统，用于对物体表面光学傅里叶变换频谱进行检测，进而通过计算机的分析和运算实现对物体表面特征的检测。该系统由光学部分、光电转换部分和计算机组成，具有快速、准确、稳定和自动化的特点。

傅里叶光学广泛地应用于光学信息处理和空间滤波等方面。随着测试技术的发展，傅里叶光学也在这一领域得到越来越多的应用。由于傅里叶变换系统是线性变换系统，所以变换前后的许多特性是一致的或线性变化的。这样就可将一些在空域中不便测量的量转到频域中测量。对于测量用统计特性参数表述的量，这一方法更具优势。(www.daowen.com)

利用CCD作为光电转换元件，充分发挥了它的特殊优势。它的体积小，空间和光强分辨率高，可自扫描串行输出信号，并且易与计算机相连。它可将一维光学傅里叶变换频谱实时地转换成模拟电信号，通过A/D转换后进入计算机进行数字信号处理。

CCD与计算机的连接关键在于CCD信号传输率与计算机的运行相同步。为实现CCD与PC/XT机的连接，我们设计了两套接口电路，第一种为查询输入方式。为实现计算机与CCD的同步，将CCD信号进行一次二分频，使一幅CCD图像在两个CCD周期内输入计算机。这种方法电路简单，容易实现，但速度慢，只有50kHz的数据率，适用于静态测量。同时，这种方法易受DOS系统中断的影响，造成数据丢失。第二种方法是DMA输入方式，利用8237DMA控制器的一通道完成由CCD到内存的直接数据传输。根据PC/XT的设计能力和CCD的特性，利用这种方式，数据率可达400kHz。这样的速度可满足动态测量的要求。在软件设计时只要不改变BIOS对8237的初始化即可。将8237第一通道设置为单次DMA方式。这样它就不会影响零通道对内存的刷新，从而保证计算机的正常工作。

经实验证明，该系统工作稳定可靠，有较高的精度，可用于材料表面结构、表面粗糙度和表面损伤的检测，特别适用于生产环境中的高速在线测量。